1、Shanghai Jiao Tong University1第六章第六章 微機的存儲器微機的存儲器2Shanghai Jiao Tong University存儲器是微型計算機系統中用來存儲器是微型計算機系統中用來存放程序和數據的基本存放程序和數據的基本單元或設備單元或設備。存儲器容量愈大，能存放的信息就愈多，。存儲器容量愈大，能存放的信息就愈多，計算機的能力就愈強。計算機的能力就愈強。 存儲器作為計算機系統重要組成部分，隨著更好的存儲存儲器作為計算機系統重要組成部分，隨著更好的存儲載體材料的發現及生產工藝的不斷改進，載體材料的發現及生產工藝的不斷改進，爭取更大的存爭取更大的存儲容量、獲得更快

2、的存取速度、減小存儲器載體的體積儲容量、獲得更快的存取速度、減小存儲器載體的體積以及降低單位存儲容量性價比以及降低單位存儲容量性價比等方面都獲得快速的發展。等方面都獲得快速的發展。 微機的存儲器微機的存儲器3Shanghai Jiao Tong University存儲器的分類與組成（一）存儲器的分類與組成（一）Shanghai Jiao Tong University4存儲器的分類與組成（二）存儲器的分類與組成（二）Shanghai Jiao Tong University5n 存儲容量存儲容量半導體存儲器性能指標（一）半導體存儲器性能指標（一）Shanghai Jiao Tong Univ

3、ersity6半導體存儲器性能指標（二）半導體存儲器性能指標（二）Shanghai Jiao Tong University7n 存取時間存取時間半導體存儲器性能指標（三）半導體存儲器性能指標（三）Shanghai Jiao Tong University8n 功耗功耗半導體存儲器性能指標（四）半導體存儲器性能指標（四）Shanghai Jiao Tong University9n 工作電源工作電源半導體存儲器性能指標（五）半導體存儲器性能指標（五）Shanghai Jiao Tong University10n 價格價格半導體存儲器性能指標（六）半導體存儲器性能指標（六）11Shanghai

4、 Jiao Tong University半導體存儲器分類半導體存儲器分類12Shanghai Jiao Tong University隨機存取存儲器（一）隨機存取存儲器（一）Shanghai Jiao Tong University13隨機存取存儲器（二）隨機存取存儲器（二）Shanghai Jiao Tong University14隨機存取存儲器（三）隨機存取存儲器（三）15Shanghai Jiao Tong University只讀存儲器（一）只讀存儲器（一）Shanghai Jiao Tong University16固定固定ROM (掩模掩模ROM)：又稱為固定存儲器。又稱為固定

5、存儲器。只讀存儲器（二）只讀存儲器（二）由器件制造廠家根據用戶事先編好的機器碼程序，把由器件制造廠家根據用戶事先編好的機器碼程序，把 0、1 信息信息存儲在掩模圖形中而制成的存儲在掩模圖形中而制成的ROM芯片。芯片。這種芯片制成以后，它的存儲矩陣中每個這種芯片制成以后，它的存儲矩陣中每個MOS管所存儲的信息管所存儲的信息0或或1被固定下來，不能再改變，而被固定下來，不能再改變，而只能讀出只能讀出。如果要修改其內容，只有重新制作。如果要修改其內容，只有重新制作。只適用于大批量生產，不適用于科學研究。只適用于大批量生產，不適用于科學研究。Shanghai Jiao Tong University1

6、72. 一次性可編程一次性可編程ROM (PROM)：只讀存儲器（三）只讀存儲器（三） 18Shanghai Jiao Tong University3. 可擦除、可再編程的只讀存儲器可擦除、可再編程的只讀存儲器只讀存儲器（四）只讀存儲器（四）Shanghai Jiao Tong University19只讀存儲器（五）只讀存儲器（五）紫外線擦除可編程紫外線擦除可編程ROM (EPROM)： 用于產品開發。用于產品開發。Shanghai Jiao Tong University20電可擦除可編程電可擦除可編程ROM (E2PROM)： 只讀存儲器（六）只讀存儲器（六）采用浮柵技術，用電擦除，即

7、采用浮柵技術，用電擦除，即EEPROM，可重復擦寫，并且擦除的，可重復擦寫，并且擦除的速度要快的多。速度要快的多。電擦除過程就是改寫過程，只要通過廠商提供的專用刷新程序就可電擦除過程就是改寫過程，只要通過廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫芯片內部的內容，徹底擺脫了以輕而易舉地改寫芯片內部的內容，徹底擺脫了EPROM 擦除器和擦除器和編程器的束縛。編程器的束縛。 它具有它具有ROM的非易失性，又具備類似的非易失性，又具備類似RAM的功能，可隨時改寫。的功能，可隨時改寫。Shanghai Jiao Tong University214. 快閃存儲器快閃存儲器 (Flash Memory)：

8、只讀存儲器（七）只讀存儲器（七）采用浮柵型采用浮柵型MOS管，存儲器中數據的擦除和寫入是分開管，存儲器中數據的擦除和寫入是分開進行的，數據寫入方式與進行的，數據寫入方式與EPROM相同，一般一只芯片可相同，一般一只芯片可以擦除以擦除/寫入寫入100萬次以上。萬次以上。是一種不需要電力就能保存資料的可重寫的記憶體。市面是一種不需要電力就能保存資料的可重寫的記憶體。市面上的儲存卡、上的儲存卡、U盤、盤、MP3播放器、數碼照相機和部分手機播放器、數碼照相機和部分手機都是使用閃存。都是使用閃存。22Shanghai Jiao Tong University半導體存儲器組成半導體存儲器組成23Shang

9、hai Jiao Tong UniversityNn2存儲體存儲體24Shanghai Jiao Tong University地址選擇電路地址選擇電路25Shanghai Jiao Tong University單譯碼方式單譯碼方式26Shanghai Jiao Tong University雙譯碼方式（一）雙譯碼方式（一）Shanghai Jiao Tong University27雙譯碼方式（二）雙譯碼方式（二）28Shanghai Jiao Tong University讀讀/ /寫電路與控制電路寫電路與控制電路29Shanghai Jiao Tong University靜態隨機存儲

10、器（一）靜態隨機存儲器（一）30Shanghai Jiao Tong University靜態隨機存儲器（二）靜態隨機存儲器（二）31Shanghai Jiao Tong University靜態隨機存儲器（三）靜態隨機存儲器（三）32Shanghai Jiao Tong University靜態隨機存儲器（五）靜態隨機存儲器（五）Shanghai Jiao Tong University33靜態隨機存儲器（六）靜態隨機存儲器（六）Shanghai Jiao Tong University34靜態隨機存儲器（七）靜態隨機存儲器（七）35Shanghai Jiao Tong University

11、動態隨機存儲器動態隨機存儲器Shanghai Jiao Tong University36動態基本存儲電路（一）動態基本存儲電路（一）寫操作時，寫操作時，寫選擇線上為高電平，寫選擇線上為高電平，T1導通。導通。待寫入的信息由寫數據線通過待寫入的信息由寫數據線通過T1加加到到T2管的柵極上，對柵極電容管的柵極上，對柵極電容Cg充充電。電。若寫入若寫入1，則，則Cg上充有電荷；上充有電荷；若寫入若寫入0，則，則Cg上無電荷。上無電荷。寫操作結束后，寫操作結束后， T1截止，信息被保截止，信息被保存在電容存在電容Cg上。上。讀操作時，在T4管柵極加上預充電脈沖，使T4管導通，讀數據線因有寄生電容CD

12、而預充到1。使讀選擇線為高電平, T3管導通。若T2管柵極電容Cg上已存有“1”信息，則T2管導通。這時，讀數據線上的預充電荷將通過T3，T2而泄放，于是，讀數據線上為0。若T2管柵極電容上所存為“0”信息，則T2管不導通，則讀數據線上為1。經過讀操作，在讀數據線上可讀出與原存儲相反的信息。若再經過讀出放大器反相后，就可得到原存儲信息了。37Shanghai Jiao Tong University動態基本存儲電路（二）動態基本存儲電路（二）38Shanghai Jiao Tong University動態基本存儲電路（三）動態基本存儲電路（三）寫入時，寫入時，使字選線上為高電平，使字選線上為

13、高電平，T1管導通，待寫入的信息由位線管導通，待寫入的信息由位線D（數據線）（數據線）存入存入Cs。讀出時，讀出時，同樣使字選線上為高電平，同樣使字選線上為高電平，T1管導通，則存儲在管導通，則存儲在Cs上的信息通過上的信息通過T1管管送到送到D線上，再通過放大，即可得到存儲信息。線上，再通過放大，即可得到存儲信息。Shanghai Jiao Tong University39動態基本存儲電路（七）動態基本存儲電路（七）Shanghai Jiao Tong University40兼片選信號兼片選信號動態動態RAM舉例（一）舉例（一）Shanghai Jiao Tong University4

14、1動態動態RAM舉例（二）舉例（二）Shanghai Jiao Tong University42xx動態動態RAM舉例（三）舉例（三）43Shanghai Jiao Tong University隨機存儲器小結隨機存儲器小結44Shanghai Jiao Tong UniversityROM存儲信息原理（一）存儲信息原理（一）45Shanghai Jiao Tong UniversityROM存儲信息原理（二）存儲信息原理（二）46Shanghai Jiao Tong UniversityROM存儲信息原理（三）存儲信息原理（三）47Shanghai Jiao Tong University

15、ROM存儲信息原理（四）存儲信息原理（四）Shanghai Jiao Tong University48 2716 EPROM芯片容量為芯片容量為2K8位，采用位，采用NMOS工藝和工藝和雙列直插式封裝，雙列直插式封裝，24條引腳。條引腳。EPROM芯片實例（一）芯片實例（一）Shanghai Jiao Tong University49EPROM芯片實例（二）芯片實例（二）50Shanghai Jiao Tong University存儲器的連接存儲器的連接51Shanghai Jiao Tong University存儲器芯片的擴充（一）存儲器芯片的擴充（一）52Shanghai Jiao

16、 Tong University存儲器芯片的擴充（二）存儲器芯片的擴充（二）Shanghai Jiao Tong University53存儲器芯片的擴充（三）存儲器芯片的擴充（三）54Shanghai Jiao Tong University存儲器芯片的擴充（四）存儲器芯片的擴充（四）55Shanghai Jiao Tong University0A1A0Y1Y2Y3Y輸入輸入輸出（低有效）輸出（低有效）0011010101111011110111100A1A0Y1Y2Y3Y存儲器芯片的擴充（五）存儲器芯片的擴充（五）56Shanghai Jiao Tong University例：例：用用

17、4片片16Kx8位的存儲器芯片組成位的存儲器芯片組成64Kx8位存儲器。位存儲器。芯片芯片16Kx8地址為地址為14位，芯片位，芯片64Kx8地址碼應有地址碼應有16位。位。連接時，各芯片的連接時，各芯片的14位位地址線可直接接地址總線的地址線可直接接地址總線的A0A13，而地址，而地址總線的總線的A15，A14則接到則接到2-4譯碼器的輸入端譯碼器的輸入端，其，其輸出端輸出端4 根選擇線分根選擇線分別接到別接到4片芯片的片選片芯片的片選CS端。端。存儲器芯片的擴充（六）存儲器芯片的擴充（六）57Shanghai Jiao Tong University任一任一地址碼時，地址碼時，僅有僅有一片

18、芯片處于被選中的工作狀態，一片芯片處于被選中的工作狀態，各芯片的取值范圍如表所示。各芯片的取值范圍如表所示。存儲器芯片的擴充（七）存儲器芯片的擴充（七）58Shanghai Jiao Tong UniversityROM、PROM或或EPROM芯片都可與芯片都可與8086系統總線連系統總線連接，實現程序存儲器。接，實現程序存儲器。例如，例如， EPROM芯片芯片2716、2732、2764和和27128，屬，屬于以于以1字節字節寬度輸出組織的，因此，在連接到寬度輸出組織的，因此，在連接到8086系統系統時，為了存儲時，為了存儲16位指令字，要使用兩片這類芯片位指令字，要使用兩片這類芯片并聯并聯組成一組。組成一組。存儲器與存儲器與CPU連接（一）連接（一）59Shanghai Jiao Tong University存儲器與存儲器與CPU連接（二）連接（二）60Shanghai Jiao Tong University存儲器與存儲器與CPU連接（三）連接（三）61Shanghai Jiao Tong University存儲器與存儲器與CPU連接（四）連接（四）62Shanghai Jiao Tong University存儲器與存儲器與CPU連接（五）連接（五）Shanghai Jiao Tong